Prüfung der elektrischen Ausrüstung von Maschinen nach VDE / DIN EN

Prüfung der elektrischen Ausrüstung von Maschinen

nach VDE 0113-1 / DIN EN 60204-1 TEIL 8 / 8

12. Prüfungen

Mit den Prüfungen soll die Übereinstimmung der Maschine mit den Normen, in diesem Fall der VDE 0113-1, und der ordnungsgemäße Zustand geprüft werden. In vielen Fällen gibt es zudem konkrete Produktnormen, die für die Prüfung einer Maschine herangezogen werden müssen. Der Anwendungsbereich der VDE 0113-1 erstreckt sich nicht nur auf Maschinen sondern auch auf maschinelle Anlagen, die räumlich oft weit verzweigt sind. Für Kälte- und Klimaanlagen sind neben der VDE 0113-1 häufig zusätzlich weitere Normen der VDE 0100 Reihe heranzuziehen, da ein Teil der elektrischen Ausrüstung als ortsfeste Installation in einem Gebäude verbaut ist.

Der Umfang der Prüfungen wird üblicherweise in den zugehörigen Produktnormen angegeben. Wo diese nicht existieren fordert die VDE 0113 folgende Prüfungen:

a) Überprüfung der Übereinstimmung von elektrischer Ausrüstung und Dokumentation b) Falls zum Schutz bei indirektem Berühren der Schutz durch automatische

Abschaltung angewendet wird, müssen die Bedingungen für den Schutz durch automatische Abschaltung überprüft werden

c) Isolationswiderstandsprüfung d) Spannungsprüfung

e) Schutz gegen Restspannung f) Funktionsprüfung

Es wird empfohlen, die Prüfungen in dieser Reihenfolge durchzuführen.

zu a) Die Überprüfung, dass die elektrische Ausrüstung mit ihrer technischen Dokumentation übereinstimmt, ist primärer Bestandteil der Gesamtprüfung. Da sich die elektrische und technische Ausrüstung u.a. aus der Risikobeurteilung und dieser Norm ergibt, ist zu prüfen, ob die reale Anlage mit der Dokumentation konform ist.

Nur wenn die dokumentierten technischen Lösungen umgesetzt worden sind, kann das angestrebte Schutzziel erreicht werden.

Erfahrungsgemäß können die meisten Mängel durch eine gewissenhafte Besichtigung und Kenntnisse der entsprechenden Normen erkannt werden.

Die folgende Checkliste führt noch einmal die wichtigsten Punkte auf, auf die beim Besichtigen der Maschine geachtet werden sollte.

1. Ist die elektrische Ausrüstung für die Verwendung unter gegebenen Umgebungs- und Betriebsbedingungen geeignet? (Festigkeit, Temperatur, UV- Strahlung, chem.

Einflüsse, Schwingungen usw.)

2. Wurde die Ausrüstung so gewählt, dass von ihr keine unzulässigen Störungen hinsichtlich der EMV Problematik ausgehen und weist sie eine ausreichende Störfestigkeit auf? ( Grenzwerte lt. EN 50081 und 50082, Beachtung der Herstellerhinweise)

3. Erfolgt der Anschluss des (der) Netzanschlusses (Netzanschlüsse) über Klemmen und ist für jede Einspeisung eine Netz- Trenneinrichtung vorhanden? Ist (sind) diese zugänglich?

4. Sind Ausschaltvorrichtungen zur Verhinderung von unerwartetem Anlauf vorhanden?

5. Sind Einrichtungen zum Trennen der elektrischen Ausrüstung vorhanden?

6. Wurden Schutzmaßnahmen gegen direktes und bei indirektem Berühren getroffen?

7. Besitzen aktive Teile mindestens IP 2X oder IPXXB? ( Ausnahmen beachten)

8. Sind die Isolierung und Abdeckung der aktiven Teile oder die Hindernisse und der Abstand zu den aktiven Teilen dauerhaft gesichert?

9. Werden alle aktiven Teile nach dem Ausschalten innerhalb 5s auf unter 60V entladen? (ansonsten Warnhinweis)

10. Wird der Steuerstromkreis durch einen Steuertransformator versorgt? Ist dieser Transformator primär und sekundär gegen Überstrom geschützt?

11. Sind Überstromschutzeinrichtungen in den einzelnen Versorgungsstromkreisen vorhanden? (richtige Auswahl und Ausführung, Motoren ab 0,5KW)

12. Wo eine Unterbrechung der Spannungsversorgung, ein Spannungseinbruch oder eine Spannungswiederkehr zu gefahrbringenden Zuständen führen kann, sind entsprechende Schutzvorkehrungen zu treffen.

13. Wo Motorüberdrehzahlen oder eine Drehfeldänderung zu gefahrbringenden Zuständen führen können, sind entsprechende Schutzvorkehrungen zu treffen.

14. Sind alle leitfähigen Konstruktionsteile, die im Fehlerfall gefährlich hohe Berührungsspannungen annehmen können, mit dem Schutzleitersystem dauerhaft niederohmig verbunden? (Kennzeichnung und das Verbot von Schaltgeräten in Schutzleitern beachten)

15. Ist die Kennzeichnung der Betriebsmittel und Warnschilder vorhanden und normgerecht?

16. Ist die technische Dokumentation im notwendigen Umfang vorhanden und stimmig mit der Maschine? (Pläne, Bedienungsanleitung, Instandhaltungsanleitung, evt.

Stückliste)

17. Sind NOT-AUS Einrichtungen in ausreichender Anzahl, leicht zugänglich und funktionstüchtig?

18. Wurde bei der Auswahl der Leiter, der Meldeleuchten und der Taster auf die richtige Farbe geachtet?

zu b) Die Vorgehensweise der Überprüfung des Schutzes durch automatische Abschaltung wurde schon im Teil 4 und 5 der Vortragsreihe erläutert. Die Norm unterscheidet drei Verfahren, aus denen der Prüfer bei der Inbetriebnahme in Abhängigkeit von Bau und Herstellung der Maschine ein Verfahren auswählt.

Verfahren A

Die elektrische Ausrüstung wurde komplett am Aufstellungsort errichtet und angeschlossen. Die Durchgängigkeit der Schutzleitersysteme wurde nach der Errichtung und dem

Anschluss am Aufstellungsort noch nicht bestätigt.

Prüfung 1 Prüfung 2

Ausnahme: Wo vorausgegangene Berechnungen des Herstellers zur Fehlerschleifenimpedanz zur Verfügung stehen, die Anordnung der Installation eine Berechnung der

verwendeten Leiterquerschnitte und Längen erlaubt und nachgewiesen werden kann, dass die tatsächliche Fehlerschleifenimpedanz niedriger als die vom Hersteller

angenommene Impedanz ist.

Abbildung 32 - Prüfverfahren B

Abbildung 33 - Prüfverfahren C

Verfahren B

Die Maschine wurde geliefert mit einer bestätigten Prüfung der Durchgängigkeit des Schutzleitersystems. Deren Kabel- und Leitungslänge überschreiten aber die Angaben aus folgender Tabelle (Abbildung 33). Dabei kann die Maschine entweder komplett

zusammengebaut geliefert sein oder aus zerlegten Baugruppen Vorort zusammengebaut werden. Im zweiten Fall muss die

Durchgängigkeit der Schutzleiterverbindungen nach dem Zusammenbau sichergestellt sein. (z.B. Steckverbindungen)

Prüfung 2

Ausnahme: Wo bestätigt werden kann, das die Impedanz der Netzversorgung am Aufstellungsort kleiner oder gleich der bei der Berechnung zu Grund gelegten Werte. Es ist

jedoch die Überprüfung des Schutzleiters notwendig

Verfahren C

Die Maschine wurde im Werk komplett verkabelt mit

Schutzleitersystemen, deren Kabel- und Leitungslänge die Angaben aus folgender Tabelle (Abbildung 33) nicht überschreiten sowie einer

bestätigten Prüfung der Durchgängigkeit des Schutzleitersystems.

Dabei kann die Maschine entweder komplett zusammengebaut geliefert sein oder aus zerlegten Teilen Vorort zusammengebaut

werden. Im zweiten Fall muss die Durchgängigkeit der Schutzleiterverbindungen nach dem Zusammenbau sichergestellt

sein. (z.B. Steckverbindungen)

keine Prüfung

Ausnahme: Ist die Maschine nicht über eine Stecker/

Steckdosenkombination angeschlossen, ist die Überprüfung des Schutzleiters notwendig.

1 2 3 4 5 6 7 8 Impedanz der

Einspeisung vor dem Schutzgerät

Querschnitt der Leiter

Bemessungs -wert oder Einstellung des Schutz- gerätes IN

Sicherung Abschalt-

zeit 5s

Sicherung Abschalt-

zeit 0,4s

Leitungsschutz- schalter Charakteristik B;

Ia= 5*IN; Abschaltzeit 0,1s

Leitungsschutz- schalter Charakteristik C;

Ia= 10*IN; Abschaltzeit 0,1s

einstellbarer Leistungs-

schalter;

Ia= 8*IN; Abschaltzeit 0,1s mΩ mm² A maximale Kabel-/Leitungslänge in m vor dem Schutzgerät bis zu seiner Last

500 1,5 16 97 53 76 30 28

500 2,5 20 115 57 94 34 36

500 4 25 135 66 114 35 38

400 6 32 145 59 133 40 42

300 10 50 125 41 132 33 37

200 16 63 175 73 179 55 61

200 25 (Außenleiter)

16(PE) 80 133 38

100 35 (Außenleiter)

16(PE) 100 136 73

100 50 (Außenleiter)

25(PE) 125 141 66

100 70 (Außenleiter)

35(PE) 160 138 46

50 95 (Außenleiter)

50(PE) 200 152 98

50 120(Außenleiter)

70(PE) 250 157 79

Die Angaben beziehen sich auf:

- PVC Kabel-/ Leitungen mit Kupferleitern, Leitertemperatur im Kurzschlussfall 160°C - über 16mm² reduzierter PE

- Drehstromsystem Nennspannung 400V

Bei Abweichungen sind entsprechende Messungen durchzuführen. (siehe Prüfverfahren) Abbildung 34 - maximale Leitungslängen

Prüfung 1

Überprüfen der Durchgängigkeit des Schutzleiters

Der Widerstand jedes Schutzleitersystems zwischen der PE-Klemme und relevanten Punkten, die Teil des Schutzleitersystems sind, muss mit einem Strom zwischen 0,2A bis 10A gemessen werden. Die Prüfspannung darf die Leerlaufspannung von 24V DC oder 24V AC nicht überschreiten und sollte vorzugsweise einer SELV Spannungsquelle entnommen werden.

Der Nachweis der niederohmigen Verbindung ist in der Regel erbracht, wenn der gemessene Widerstand dem rechnerischen Wert (Leiterlänge, Material und Querschnitt) entspricht.

A R l

 



m



 



N L1

Sicherheits- transformator

max. 24V

A

V

Spannungsfall Prüfstrom

von 0,2A bis etwa 10A

PE

Körper einer Betriebsmittels

Schutzleitersystem

Abbildung 1 - Schutzleiter Durchgangsprüfung

Prüfung 2

Überprüfung der Impedanz der Fehlerschleife und der Eignung der zugeordneten Überstromschutzeinrichtung.

Es müssen die schon beschriebenen Abschaltzeiten eingehalten werden. Der Nachweis kann durch Messung oder Berechnung erfolgen. (siehe Kapitel 5)

zu c) Isolationswiderstandsmessung

Die Messung erfolgt mit 500V DC für die gesamte Maschine oder Abschnittsweise. Der Isolationswiderstand muss dabei größer 1MΩ sein.

Für bestimmte Teile der elektrischen Ausrüstung (Sammelschienen, Schleifringe etc.) können Ausnahmen erlaubt sein, wobei der Isolationswiderstand nicht kleiner als 50kΩ sein darf.

Eine Prüfspannung mit U > Un spannungsempfindlicher Komponenten, kann zur Zerstörung dieser Komponenten führen. In diesem Fall sind diese Komponenten vor der Messung abzuklemmen oder die Messung ist mit einer geringeren Prüfspannung durchzuführen.

Aus diesen Gründen wird die Isolationsmessung mit 500V DC meist nur im Hauptstromkreis durchgeführt. Auf die Messung im Steuerstromkreis, der durch einen Netztrenntransformator gespeist wird, wird meist verzichtet oder die Messung erfolgt mit einer geringeren Prüfspannung.

zu d) Spannungsprüfungen

Falls Spannungsprüfungen durchgeführt werden sollen, wird eine Prüfspannung gewählt, die der dem zweifachen Wert der Bemessungsspannung oder 1000V bei Netzfrequenz 50Hz oder 60Hz erfolgt. Die Prüfdauer ist mindestens 1s. Die Prüfung ist bestanden, wenn es keinen Lichtbogenschlag gibt.

Die Prüfung ist nicht zwingend vorgeschrieben. Es liegt im Ermessen des Errichters die Prüfung durchzuführen. Zu beachten ist, dass diese hohe Spannung Schäden an empfindlichen Baugruppen verursachen kann.

zu e) Schutz gegen Restspannung

Sollten Bauteile 5s nach dem Ausschalten der Versorgungsspannung noch Restspannungen von über 60V aufweisen, sind entsprechende Warnhinweise anzubringen. Die Hersteller solcher Baugruppen geben üblicherweise entsprechende Hinweise. Darüber hinaus kann der Nachweis durch Berechnung oder mit einem Oszilloskop erfolgen. Ein Multimeter ist wegen seines geringen Innenwiderstandes meist ungeeignet.

zu f) Zur Funktionsprüfung gehört das Erproben der Stromkreise, die für die elektrische Sicherheit zuständig sind, und das Betätigen der Prüftaste von RCD`s oder IMD`s (Isolations- Überwachungsgeräten).

Für das Erproben soll folgende Checkliste hilfreich sein.

1. Isolations-Überwachungsgeräte, Fehlerstrom- und Fehlerspannungsschutzeinrichtungen durch Betätigen der Prüftaste

2. Nachweis der Funktion von NOT- AUS- Schaltgeräten

3. Nachweis der Funktion von Anzeige- und Meldeeinrichtungen

Letztendlich müssen die Ergebnisse der Prüfung dokumentiert werden. Der Handel bietet Formulare als Prüfberichte an. Komfortabler ist die Software der Gerätehersteller entsprechender Mess- Prüftechniken. Mit dieser können die Messwerte verschiedenen Maschinen zugeordnet und neben der Papierform auch elektronisch archiviert werden.

Allerdings lassen sich diese Prüfprotokolle auch relativ einfach selbst erstellen.